【儀表網(wǎng) 儀表產(chǎn)業(yè)】由香港科技大學(xué)(HKUST)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的團隊開發(fā)出了世界上3D人工眼，這款「電化學(xué)仿生眼」，復(fù)制了人眼的曲面結(jié)構(gòu)，為視覺類人機器人和視力障礙患者帶來了新希望。
 

　　這款電化學(xué)眼主要的突破，是創(chuàng)造了一個3D立體人造視網(wǎng)膜。這款人造視網(wǎng)膜上裝有大量納米線感光器，用來模擬人類視網(wǎng)膜中的感光細胞。在實驗中，團隊以液態(tài)金屬線模擬人類眼球后的神經(jīng)線，將納米線感光器與人造半球形視網(wǎng)膜后面一束束的金屬線連接在一起，成功復(fù)制了視覺訊號的傳輸，將電化眼所看到的影像投射到了計算機屏幕上。
 

　　人造視網(wǎng)膜不僅可以拯救盲人的視力，它的功能比人眼更加強大。
 

　　首先，它消除了視覺盲點的問題。由于人眼的視神經(jīng)是在視網(wǎng)膜前面，人眼感光細胞所收集到的訊號，會先聚集在視網(wǎng)膜的一點，再從視網(wǎng)膜前方往后傳送到大腦，如果一個物體的像剛好落在這個點上就會看不到，稱為盲點。
 

　　這個問題，電化學(xué)眼就可以解決。在人造視網(wǎng)膜上，由于每個散布在上面的感光器，都可獨立透過其后方連接的液態(tài)金屬線將訊號傳送至大腦，無需經(jīng)過視網(wǎng)膜的某一點，因而消除了盲點的問題。
 

　　不僅如此，電化學(xué)眼還有很多開了外掛的功能，比如夜視和紅外。我們都知道，人眼在夜里是看不到的，但電化學(xué)眼只要使用不同的材料來提高感光器的敏感度及可視光譜范圍，就可以擁有夜視等功能。
 

　　什么是感光器件？
 

　　提到數(shù)碼相機，不得不說到就是數(shù)碼相機的心臟——感光器件。與傳統(tǒng)相機相比，傳統(tǒng)相機使用“膠卷”作為其記錄信息的載體，而數(shù)碼相機的“膠卷”就是其成像感光器件，而且是與相機一體的，是數(shù)碼相機的心臟。感光器是數(shù)碼相機的核心，也是關(guān)鍵的技術(shù)。數(shù)碼相機的發(fā)展道路，可以說就是感光器的發(fā)展道路。數(shù)碼相機的核心成像部件有兩種：一種是廣泛使用的CCD(電荷藕合)元件；另一種是CMOS(互補金屬氧化物導(dǎo)體)器件。
 

　　影響感光器件的因素
 

　　對于數(shù)碼相機來說，影像感光器件成像的因素主要有兩個方面：一是感光器件的面積；二是感光器件的色彩深度。
 

　　面積
 

　　感光器件面積越大，成像較大，相同條件下，能記錄更多的圖像細節(jié)，各像素間的干擾也小，成像質(zhì)量越好。但隨著數(shù)碼相機向時尚小巧化的方向發(fā)展，感光器件的面積也只能是越來越小。
 

　　色彩深度
 

　　除了面積之外，感光器件還有一個重要指標，就是色彩深度，也就是色彩位，就是用多少位的二進制數(shù)字來記錄三種原色。非專業(yè)型數(shù)碼相機的感光器件一般是24位的，高檔點的采樣時是30位，而記錄時仍然是24位，專業(yè)型數(shù)碼相機的成像器件至少是36位的，據(jù)說已經(jīng)有了48位的CCD。對于24位的器件而言，感光單元能記錄的光亮度值多有2^8=256級，每一種原色用一個8位的二進制數(shù)字來表示，多能記錄的色彩是256x256x256約16,77萬種。對于36位的器件而言，感光單元能記錄的光亮度值多有2^12=4096級，每一種原色用一個12位的二進制數(shù)字來表示，多能記錄的色彩是4096x4096x4096約68.7億種。舉例來說，如果某一被攝體，亮部位的亮度是暗部位亮度的400倍，用使用24位感光器件的數(shù)碼相機來拍攝的話，如果按低光部位曝光，則凡是亮度高于256倍的部位，均曝光過度，層次損失，形成亮斑，如果按高光部位來曝光，則某一亮度以下的部位全部曝光不足，如果用使用了36位感光器件的專業(yè)數(shù)碼相機，就不會有這樣的問題。
 

　　除此之外，就像我們看視頻分為高清和非高清的分辨率，電化學(xué)眼也可以實現(xiàn)更高成像分辨率。研究人員將傳感器之間的距離縮小到3微米，在人造視網(wǎng)膜上的傳感器是真人眼睛的30倍，而由于納米線感光器在人工視網(wǎng)膜的密度比人類視網(wǎng)膜中的感光細胞更高，如果將來每個納米線感光器都能與視覺神經(jīng)線連接，人工視網(wǎng)膜將能接受更多光訊號，可以比人類視網(wǎng)膜具有更高解像度的潛力。
 

　　資料來源：百科、科普中國